单洞四车道超大跨度公路隧道Ⅳ级围岩合理施工方法研究

为研究超大跨度公路隧道的合理施工方法,该文以连霍高速公路新疆境内小草湖至乌鲁木齐段改扩建工程杏花村1号隧道为依托,通过数值模拟方法对超大跨度公路隧道Ⅳ级围岩采用CD法、上台阶CD法和三台阶七步开挖法施工的隧道变形和支护结构受力情况进行分析,在变形与支护结构受力满足设计要求的前提下,考虑各施工方法的优缺点等因素,确定最合理的施工方法,通过开展现场试验分析施工方法的可行性。结果表明:①CD法、上台阶CD法和三台阶七步开挖法数值计算的隧道变形均不大于21 mm,初期支护安全系数分别为2.48、2.41、2.28,大于隧道设计细则要求的最小安全系数,变形与支护结构受力均满足设计要求;②对比3种工法的优缺点,结合隧道地质条件等因素,确定杏花村1号隧道Ⅳ级围岩最优施工方法为上台阶CD法;③根据现场测试结果,Ⅳ级围岩采用上台阶CD法施工,拱部下沉最大值为14.6 mm,周边位移最大值为15.0 mm,隧道变形控制效果较好;初期支护的最小安全系数为6.94,满足设计要求。

超大跨度隧道上台阶CD法施工技术探讨

为了解决传统CD法在大跨隧道Ⅳ级围岩施工过程中的低效率、误工期问题,以山东滨莱改扩建项目5座双向8车道隧道为工程背景,通过对乐疃隧道、佛羊岭隧道Ⅳ级围岩将传统CD法创造性改进为上台阶CD法开挖工艺,该法在保障安全质量前提下,确保了工期,大幅节约成本,应用成效突出,可供今后类似工程施工参考。

超大断面隧道施工围岩-支护结构稳定性研究

通过设计和实施现场监测试验,对姚家峪超大断面隧道施工过程力学进行研究。结合数学统计分析方法,研究了超大断面隧道以半步CD法施工过程中围岩-支护结构的稳定性。通过对围岩荷载、初支结构应力和锚杆轴力的时空演化规律进行分析得到以下结论:①掌子面开挖到监测断面后的第0~10天为隧道施工危险期,应加强这一施工阶段的落石、垮塌等风险的排查;②拱顶围岩荷载最大且较稳定,中线左侧围岩荷载大于右侧围岩荷载,有明显的偏压现象,应当加强对左洞左侧洞体的监控量测;③初支结构应力空间分布图表现为不规则的“M”形,其分布规律为拱顶初支结构应力最大,左右呈不对称分布;④锚杆轴力在空间上的分布差异较小,隧道整体结构稳定性较好。

莞惠城际富水Ⅵ级围岩浅埋暗挖隧道施工关键技术

结合莞惠城际GDK33＋022.303-GDK33＋835.447段富水Ⅵ级围岩浅埋暗挖隧道施工,对施工重难点进行了分析,通过总结先期施工经验教训,确定施工方案,详细介绍了大管棚超前支护、全断面帷幕注浆止水、上CD下台阶法等关键施工技术,对今后类似隧道施工具有一定的借鉴意义。

超大跨度隧道上台阶CD法中隔壁力学计算模型及施工力学行为研究

为研究超大跨度隧道分部开挖法施工中隔壁结构的施工力学行为,以山东滨莱高速公路改扩建工程双向八车道乐疃隧道为依托,基于初期支护钢架与中隔壁钢架之间的内力传递、变形协调及拱脚变位,将支护体系等效为支座可移动的三次超静定无铰拱-梁固接结构,建立了上台阶先导初期支护钢架-中隔壁钢架共同承载变位力学计算模型,采用理论分析、现场测试和力学模型计算相结合的方法,对超大跨度隧道上台阶CD法施工时中隔壁的力学行为进行分析。研究结果表明:拱顶沉降和周边收敛主要经历急剧增长、缓慢变形和趋于稳定3个阶段,且各变形值均小于设计预留变形量150mm;受施工工序和结构约束条件变化的影响,钢架内外侧应力整体呈现出先急剧变化后逐渐趋于稳定的规律,各测点应力小于型钢屈服强度235MPa;力学模型计算结果和现场实测数据的平均相对误差为12.6%,且规律基本一致;钢架轴力在上台阶施工过程中始终为受压,且最大值均在钢架拱脚处,受后导开挖影响,中隔壁钢架轴力增大,初期支护钢架轴力减小;先导开挖时钢架弯矩大部分部位为正,拱顶部位为负,受后导开挖影响,中隔壁钢架正弯矩值及正弯矩区域减小,同时初期支护钢架正弯矩区域减小,钢架拱脚附近弯矩出现负值;钢架结构整体处于偏心受压状态,受后导开挖影响,中隔壁钢架和初期支护钢架小偏心受压区域均发生移动,且两者钢架小偏心受压长度占比增大。